2013/04/05
經濟部能源局
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▓採訪：陳美勇（臺灣師範大學機電科技學系副教授）▓攝影：李典勇
獲得優等獎的「APP發電！」作品，其主要的研發構想是：一般的手機耗電量太大，尤其玩遊戲玩到一半，突然沒電，真是掃興，同學們因此改造了一台手搖式發電機，想為低頭族解除「突然沒電」的危機。
一邊玩，一邊搖，一邊發電
由於智慧型手機的普及，以及APP程式的流行，全世界許多資訊工程師都在參與APP程式之設計與製作，但是為了強化APP的影音效能，會讓智慧型手機在使用APP時相當耗電，所以常常才玩一下子，手機就沒電了。
雖然有行動電源的出現，但行動電源也是需要不斷地充電，那究竟該用什麼辦法才能一直使用呢？為了響應環保、節能減碳的理念，台中高工同學提出了一個想法：讓APP的使用者在使用APP的同時就為手機充電，在遊戲的過程中，產生出電能，持續地為手機提供所需的電力。
如何研發改造
有了這個發想後，下一步是建構系統運作的流程。首先，改造手搖式發電機的結構，去除原先內部的儲電單元並將發電機的輸出接到一系列的穩壓電路，使其輸出電壓能符合USB所使用的5伏特直流電壓規格，讓手搖式發電機所發的電力能直接對手機的電池進行充電，就如同一般手機使用的充電器，是先將110伏特的市電轉換成5伏特直流電後，再給手機充電是同樣的道理。
為了使手機能接收手搖式發電機的操作狀態，故使用單晶片訊號處理模組做為兩者間訊號的溝通橋樑，將發電機的資訊轉換給手機使用（圖1），如此一來，在手機裡寫入程式後便能接收手搖式發電機此訊號（圖2），進而完成整個作品的雛型（圖3）。
以「釣魚APP遊戲」為例：從收線動作發想
此裝置本身就是一台手搖式發電機，但是將它與智慧型手機的APP做連接後就成了APP的遊戲搖桿，能夠設計成符合APP所需動作的外型（動作模組），當此裝置被使用者動作時，便能發出電力以供手機進行充電，同時也可進行資料的傳輸以及將手機信號回授至此裝置並做出相對應動作。以下以釣魚遊戲做為例子來解說此裝置之應用。
設計一具有USB通訊功能之釣魚APP遊戲，其中具有釣竿旋轉收線的動作，於是設計出能做出旋轉釣竿動作的裝置。透過訊號收發單元，此裝置所做出的動作將反應在遊戲中，同時，手機APP也可送出回授信號至本裝置，使其做出相對應動作。
例如：當使用者旋轉釣竿時，在手機APP上所顯示出來的數字就是使用者釣魚的力道（裝置為輸入，手機為輸出），釣到魚時會震動、亮燈號等功能（手機為輸入，裝置為輸出），其顯示狀態如圖4所示。同時裝置內設有發電裝置，在使用者做出收線的動作時，小型發電機旋轉產生電壓，此反應電動是將其所產生之電能直接存於儲電單元，並透過電力輸送單元對手機電池以及裝置的內建鋰電池進行充電，便能達到邊遊戲邊對手機充電的目的。簡單的說，該作品將手搖式充電器改造成APP專屬的遊戲搖桿，而使用者對搖桿做出的所有動作、所有力量都能轉換成電力回饋到手機，為手機充電。
以娛樂及笑容為動力的來源：得到5V、2A的電力
在節能效益評估方面，由於該作品採用的是三相交流無刷發電機，所以阻力甚小，經過整流與電阻分壓後，它最大能夠得到5V、2A的電力，也就是能夠達到10W左右的功率。若以智慧型手機做計算，若要充1％的電只需使用1分鐘即可（與一般的手機充電速度一樣），它所產生的電力與使用APP時所消耗的電力大約能夠相抵消，甚至還有過剩的情形。近年來，APP產業的崛起，全世界都在發明新的APP程式，而此裝置是全世界第1款能配合APP程式進行互動並且充電的裝置，極具商業性。
該作品能夠在使用者與APP互動的情況下不斷的為手機充電，達到了邊遊戲邊充電的目的，由於是在遊戲，所以不會感到疲倦，便可以在歡樂的情況下將手機充飽電，不但環保，更是一種以娛樂及笑容做為動力來源的另類發電，真是一舉兩得。
此作品未來發展，可製成各種不同的模組，如此一來就能夠配合各種APP程式設計做動作，需要什麼就用什麼，直接連接在手機的USB插孔即可使用。另外也可直接裝設於手機內部，需要用時即可直接拉出使用，若手機在緊急狀況之下突然沒電，只需對此裝置做出動作，便能提供電力供給手機繼續使用，假如再進一步的將發電裝置改良，讓其能產生更多的電能，那麼未來，行動電源將有機會被此款「APP發電」所取代。
「APP發電」已獲得中華民國新型專利
專利名稱：連結應用程式之互動式充電裝置
證書號：M439301
公告日：2012年6月25日
臺中高工
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關鍵字：APP發電,節能減碳,手機充電